Verden af tests med styrke og overlevelse er en verden, hvor mennesker og jern hersker. Testlaboratoriet i Ohio Transportation Research Center er en ekko-hall på størrelse med en god hangar. Der er næsten ingen steder at sidde, og de tilgængelige sæder er bare metal uden polstring. Værelset er næsten tomt - kun en bulketest-slæde installeret lige i midten og et par ingeniører i beskyttelsesbriller, der konstant tempoer op og ned med kaffekrus i hænderne. Næsten alt rumets farveskema består af orange og røde pletter - dette er advarselsskilte og nødlys.
Vores afdøde ser næsten hjemme. Han har på sig (lad os kalde ham "emne F") himmelblå underbukser og ingen skjorte - som om han slapper af i sin egen lejlighed. Han ser virkelig dybt afslappet ud - som en rigtig afdød burde have. Han spredte sig tilbage i stolen, med hænderne på hans hofter. Hvis vores F var i live, ville han være temmelig nervøs nu. Efter et par timer vil trykluften skubbe det heftige stempel med en ømhed af en eg-blok lige under sædet, som F er fastgjort til. Samtidig vil testerne være i stand til at justere både påvirkningen og stolens placering, afhængigt af hvad et bestemt eksperiment er rettet mod. I dag arbejder ingeniører for NASA med den nye Orion landingskapsel, der simulerer, hvordan den ville falde fra rummet i havet. Mr. F spiller rollen som en astronaut i dette eksperiment.
I reentry-køretøjer er hver landing en styrkeprøve. I modsætning til rumfærgen, som skal erstattes af Orion med sin boosterraket, har denne genindkapsel ingen vinger eller noget landingsudstyr. Det kommer ikke fra rummet - det falder bare. (Hvis præsident Obama opnår lukningen af Constellation-programmet, ville Orion-kapselens eneste formål være at bare falde til jorden og blive brugt som en redningsbåd til nødevakuering af ISS-besætningen.) Denne kapsel er udstyret med thrustere, der kan rette kursen eller bremse ned for at afslutte bane, men deres magt er ikke nok til at blødgøre landing. Når kapslen kommer ind i den øvre atmosfære,dens brede og flade bund vil bremse den gradvis fortykkede luft. Stort træk bør bremse kapselens fald til de hastigheder, når det er muligt at åbne faldskærmen uden frygt for, at den går i stykker.
En humanoid testdummy ved Wright-Patterson Air Force Base. Den sidder i en slagprøvetræ, der efterligner formen på Orion-kapselstolen.
Derefter vil kapslen glat ned i havet og floppe relativt forsigtigt i vandet. Virkningen vil være som en mindre trafikulykke - fra 2 til 3g, maksimalt 7g.
Det var for at afbøde dette sidste slag, at landingen på vandet blev valgt, men også her er der vanskeligheder. Havet er uforudsigeligt. Hvad hvis kapslen på det øjeblik, hvor landingen er, får en sidepåvirkning fra en høj bølge? Det viser sig, at passagererne ikke kun har brug for beskyttelse mod overbelastning forbundet med et direkte lodret fald, men også mod sidekollisioner og endda mod at falde på hovedet.
Men uanset hvilket trick havet kaster, skal vi være sikre på, at kapselbesætningen forbliver sikker og sund. For at gøre dette, her, i forskningscentret, rulles specielle dummies igen og igen på slæden på en percussion testrigg i stole fra Orion-skibet. For nylig er der også brugt rigtige lig i disse eksperimenter. Oplysninger opnået ved hjælp af specialiserede dummies er utilstrækkelige. Deres stive design er meget nyttigt til analyse af påvirkninger på frontal eller side, og derfor er de så populære hos bilproducenter. Men for at evaluere, hvordan påvirkningen i landingens øjeblik kan virke på en persons knogleskelet eller bløde væv, er det meget ønskeligt for forskere at gennemføre eksperimenter med ægte menneskelige kroppe. De findes blandt dem, der doneres til videnskabens behov. De her beskrevne tests er resultatet af et samarbejde mellem tre organisationer: en testfacilitet, NASA, og Ohio State University (OSU) Trauma Biomechanics Research Laboratory.
Ulykker ved NASCAR-løb, som f.eks. Carl Edwards den 26. april, 2009, kan tjene som et godt eksempel på, hvad der venter astronauter, når det hårde Orion-kapsel lander.
Salgsfremmende video:
De levende og de døde
Arbejde med de døde, NASA-medarbejdere føler sig lidt akavet. De bruger ikke ordet "lig" i deres dokumenter. I stedet blev en eufemisme introduceret i omløb -”posthumt menneskeligt objekt”. Døde kroppe ender, hvor deres ejere aldrig drømte om at komme - på skibene Challenger, Columbia, Apollo1. Imidlertid ser unge mennesker på dette meget lettere. Her er to studerende ved siden af emne F og chatter, når de løsriver lange ledninger fra belastningsceller monteret lige i fag F's knogler. I deres øjne ligger dette lig i et slags mellemområde i livet. Dette er ikke længere en person, men heller ikke bare et stykke livløst væv. De taler om ham som noget animeret, men de behandler ham ikke som noget, der er i stand til at opleve smerter.
Emne F sidder nu i en høj metalstol ved siden af chokstempelskinnerne. Yun-Seok Kang, en kandidatstuderende fra OSU, står bag ham og bruger en unbracon skruenøgle til at passe en elektronisk enhed med armbåndsur lige i sin åbne rygsøjle. Sammen med dynamiske spændingssensorer vil disse enheder måle de kræfter, der virker på kroppen ved påvirkning. Kang's handsker er skinnende af fedt. Der er en masse af ham her, på grund af ham glider fingrene, Kangs arbejde går ikke godt. Han har rodet rundt i over en halv time. På samme tid forbliver den døde mand uendelig rolig.
Så det er nødvendigt at forberede sig på uforudsigelige slag fra enhver retning - denne situation har en god analogi - en ulykke i et autoløb. I april 2009 styrtede NASCAR-raceren Carl Edwards ned i en anden bil, mens han flyvede i 320 km / t. Hans apparat fløj i luften, og tumlede, som en mønt kastet for held og lykke, styrtede ned i muren. Derefter kom Edwards, som om intet var sket, ud af bilen og hobbede væk fra scenen uden problemer. Hvordan er det muligt? For at citere en artikel fra Stapp Car Crash Journal: "Det handler om korrekt størrelse og tæt omviklet kokon til piloten." Lad os være opmærksomme på valg af ord - det står ikke "sæde", men "kokon". Opgaven med at redde en person fra uforudsigelige slag er ikke meget forskellig fra opgaven med at pakke en skrøbelig vase, regne med på en lang rejse. Du kan ikke forudsige hvilken side læsseren vil kaste din vase i ryggen,derfor skal det beskyttes fra alle sider. I racerbiler er sæderne lavet til at måle for hver pilot. Den er fastgjort med en taljestrop, to skulderstropper og en brystrem (passerer mellem benene). HANS (Head and Neck Support) -system forhindrer, at hovedet bevæger sig skarpt fremad, og de lodrette støtteruller på siderne af sædet forhindrer, at hovedet og ryggen rykker mod venstre eller højre.
NASA slog for nylig brugen af racerbilsæder som reference til Orion-kapslen. Først kører rytterne stadig siddende uden at ligge. For astronauter, især dem, der allerede har tilbragt nogen tid i det ydre rum, er dette ikke den bedste mulighed. Den liggende position er ikke kun mindre farlig - den sikrer også mod tab af bevidsthed. Når vi rejser sig, strammes venerne i vores ben og forhindrer, at alt blod strømmer ned. Hvis en astronaut tilbringer flere uger i nul tyngdekraft, er denne forsvarsmekanisme simpelthen slået fra. Der er dog et andet problem her.”Vi satte sædet fra racerbilen på bagsiden, satte testemnet i det og bad ham om at stå op på egen hånd,” siger Dustin Homert, NASAs ekspert på overlevelsesbesætning. "Fyren følte, at en skildpadde vendte sig på ryggen."
Der var også bekymring for, at det komplicerede sikkerhedssele-system, der blev brugt i løb som NASCAR, kunne forsinke frigørelsesproceduren markant, og astronauten ikke ville være i stand til at forlade Orion-kapslen i tide. For at løse dette problem udførte Homert og kolleger adskillige eksperimenter ved brug af standard biltest-dummier ved kun at bruge hovedstøttestropper. Homert foreslog, at jeg skulle tage billeder af, hvordan disse mannequiner, klædt i almindeligt tøj fra supermarkedet, opfører sig. Fattige mannequiner! Rulle gennem videoen i langsom bevægelse, forklarer Homert:”Her forbliver hovedet på plads, og hele kroppen bevæger sig fremad. Vi var allerede bange for, at dummy'en ville blive forkælet.” Som kompromis blev der valgt en variant med forenklede skulderstropper.
Og her er en anden udfordring, som astronauten står overfor. Fastgjort til hans rumdragt er en masse slanger - luftkanaler, fittings, kabler, afbrydere og stik. Det er nødvendigt at være sikker på, at de hårde dele af rumdragten ikke skader astronautets bløde væv under en hård landing. Til dette var "emne F" klædt i en slags efterligning af en rumdragt - mange forskellige ringe blev limet på ham med klæbebånd på forskellige dele af hans nakke, skuldre og hofter. Disse ringe var beregnet til at efterligne fleksibiliteten eller sømme syet ind i dragt. Og endnu en bekymring bekymrer testerne: i tilfælde af landing på dens side kan en af ringerne i rumdragtets fleksibilitetssystem (som giver astronauten tilstrækkelig mobilitet) hvile mod den laterale understøtningsrulle og trykke den ind i armen med en sådan kraft, at endda en knoglebrud er mulig.
Det er ikke nemt at sidde emne F i en stol monteret på en perkussionsslæde. Forestil dig at få en død beruset ven ind i en taxa. To studerende understøtter F på hofterne og en på ryggen. F ligger med sine bøjede ben hævet, - en person ligger omtrent på samme måde, hvis hans stol pludselig bryder i bagbenene. Processen ledes af John Bolt, OSUs Trauma Biomechanics Laboratory. Han råber til eleverne: "En, to, tre!" Stempelstøderen er rettet mod højre side af "emne F", dvs. på tværs af den normale bevægelse. Dette er den farligste af alle retninger.
Når det usikrede hoved svinger fra side til side, hænger hjernen inde i kraniet. Dette meget delikate stof gennemgår periodisk komprimering og strækning under et sådant slag. En alvorlig bivirkning kan føre til hjerneskade, blødning, ødemer og i sidste ende koma og død.
Lignende ting sker med hjertet. Et hjerte fuldt af blod kan veje tre hundrede gram. Der er masser af plads rundt, og i en sidepåvirkning kan den svinge frit fra side til side og rive aortaen. Hvis et tungt hjerte trækker for hårdt på aortaen, kan de trække sig væk fra hinanden. "Brud på aorta" - dette er Homerts dom.
Og nu er "emne F" klar. Vi gik ovenpå for at se, hvad der skete fra kontrolpanelet. Et lys af lys blussede op, og der var et højt suk. Intet for dramatisk. Fordi komprimeret luft udfører alt dette arbejde, er slædetesten overraskende stille uden nogen støjnedbrud. Derudover sker alt så hurtigt, at du næppe bemærker noget med øjet. Hele processen filmes med ultrahøj billedhastighed. Derefter kan alt dette undersøges omhyggeligt i langsom bevægelse.
Vi klamrede os fast på skærmen. Motiv F's arm løftes under skulderremmen - nøjagtigt hvor den ekstra brystrem er fjernet. Det ser ud til, at hånden har et ekstra led, og det bøjes, hvor hånden ikke skal bøjes. "Dette er ikke godt," høres nogens kommentar.
Emne F modtog et hit svarende til 12-15 g. Dette er netop den linje, hvor alvorlig skade er næsten uundgåelig. Mængden af skade modtaget af offeret afhænger ikke kun af slagets kraft, men også af eksponeringstidspunktet. Og selve accelerationen afhænger også af den tid, der kræves for at stoppe. Hvis en bil stopper brat efter at have ramt en væg, kan chaufføren på et brøkdel af et sekund gennemgå en overbelastning på 100 g. Hvis den samme bil har en sammenkrøllet hætte (og i disse dage er en sådan sikkerhedsfunktion ikke længere ualmindelig), forlænges bremsen over tid, og spidsbelastningen når kun et dusin g. Denne mulighed giver mange chancer for at overleve.
Studerende placerer emne F på en båre og indlæses i en varevogn. På OSU Medical Center scannes det og røntgenbillede. Udskrifter, røntgenbilleder og derefter obduktionsresultater vil vise alle de skader, der er forårsaget af påvirkningen, og bidrage til det generelle viden, som vil hjælpe fremtidige astronauter med ikke at gentage skæbnen for "emne F" i stolen for deres rumfartøj.
© 2010 Mary Roach. Uddrag fra Packing forMars: The Curious Science Of Life in the Void, udgivet 2. august 2010 af WWNorton. Oversat af Andrey Rakin.
Mary Roach